RU2580270C1 - Method of producing antifriction composition - Google Patents
Method of producing antifriction composition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2580270C1 RU2580270C1 RU2015101459/02A RU2015101459A RU2580270C1 RU 2580270 C1 RU2580270 C1 RU 2580270C1 RU 2015101459/02 A RU2015101459/02 A RU 2015101459/02A RU 2015101459 A RU2015101459 A RU 2015101459A RU 2580270 C1 RU2580270 C1 RU 2580270C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vermiculite
- modified
- chitosan
- solution
- acid
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к смазочным композициям, в частности к составам для обработки пар трения, и может быть использовано в машиностроении для обработки пар трения, а также при эксплуатации механизмов и машин для продления межремонтного ресурса или во время ремонтно-восстановительных работ.The invention relates to lubricating compositions, in particular to compositions for processing friction pairs, and can be used in mechanical engineering for processing friction pairs, as well as in the operation of mechanisms and machines to extend the overhaul life or during repair and restoration work.
Известен способ формирования антифрикционного покрытия контактирующих трущихся поверхностей, заключающийся в размещении между ними антифрикционной композиции модифицирующей контактирующие трущиеся поверхности, содержащей смешанную с углеводородным связующим смесь природных дисперсных серпентинсодержащего материала и вспученного вермикулита, (см. RU 2361015, МПК С23С 26/00, В23Р 6/00, 2008).A known method of forming an antifriction coating of contacting rubbing surfaces, which consists in placing between them an antifriction composition modifying contacting rubbing surfaces containing a mixture of natural dispersed serpentine-containing material and expanded vermiculite mixed with a hydrocarbon binder (see RU 2361015, IPC С23С 26/00, В23Р 6/6 00, 2008).
Недостаток этого решения: недостаточно высокие триботехнические характеристики антифрикционной композиции, необходимость использования в составе смеси достаточно дефицитного компонента - чистого серпентинсодержащего минерала (распространенного далеко не во всех регионах страны). Кроме того, авторы изобретения не приводят каких-либо данных определения триботехнических свойств композиции по принятым методикам, что не позволяет сопоставить характеристики известного материала с аналогичными характеристиками других композиций сходного назначения.The disadvantage of this solution: insufficiently high tribological characteristics of the antifriction composition, the need to use a rather deficient component in the mixture — a pure serpentine-containing mineral (which is not common in all regions of the country). In addition, the inventors do not provide any data on the determination of the tribological properties of the composition according to the accepted methods, which does not allow to compare the characteristics of the known material with similar characteristics of other compositions of similar purpose.
Известен способ получения состава для модифицирования металлов и восстановления металлических поверхностей, представляющий собой серпентинит, модифицированный природным высокомолекулярным полисахаридом, предпочтительно хитозаном, при крупности частиц твердого меньше 1 мкм, при следующем соотношении компонентов в составе смеси их дисперсных твердых частиц, мас. %: серпентинит 96,5-97,5; хитозан 2,5-3,5 (см. RU 2484179, МПК С23С 26/00, F16C 33/04, С10М 119/20, 2013).A known method of obtaining a composition for modifying metals and restoring metal surfaces, which is serpentinite, modified with a natural high molecular weight polysaccharide, preferably chitosan, with a particle size of solid less than 1 μm, in the following ratio of components in the composition of the mixture of dispersed solid particles, wt. %: serpentinite 96.5-97.5; chitosan 2.5-3.5 (see RU 2484179, IPC С23С 26/00, F16C 33/04, С10М 119/20, 2013).
Недостаток этого решения - существенная абразивность серпентинита, что ограничивает применение данного состава для модифицирования металлов и восстановления металлических поверхностей, имеющих задиры.The disadvantage of this solution is the significant abrasiveness of serpentinite, which limits the use of this composition for the modification of metals and the restoration of metal surfaces with nicks.
Известен также способ получения антифрикционной композиции, включающий перемешивание в углеводородном связующем природного дисперсного материала, содержащего вермикулит, модифицированный природным высокомолекулярным полисахаридом, предпочтительно хитозаном. В качестве серпентинсодержащего материала используют серпентинит при следующем соотношении компонентов в составе смеси дисперсных твердых частиц, мас. %: серпентинит 80-93, модифицированный вспученный вермикулит 7-20, при этом антифрикционную композицию получают путем смешивания упомянутых смеси и связующего в гидродинамическом кавитационном диспергаторе с получением дисперсных твердых частиц крупностью меньше 1 мкм, а антифрикционное покрытие получают при трении контактирующих поверхностей (см. RU 2487192, МПК С23С 26/00, В23Р 6/00, 2013).There is also known a method for producing an antifriction composition, comprising mixing in a hydrocarbon binder a natural dispersed material containing vermiculite modified with a natural high molecular weight polysaccharide, preferably chitosan. As a serpentine-containing material, serpentinite is used in the following ratio of components in the mixture of dispersed solid particles, wt. %: serpentinite 80-93, modified expanded vermiculite 7-20, while the antifriction composition is obtained by mixing the above mixture and a binder in a hydrodynamic cavitation dispersant to obtain dispersed solid particles with a particle size of less than 1 μm, and an antifriction coating is obtained by friction of the contacting surfaces (see RU 2487192, IPC С23С 26/00, В23Р 6/00, 2013).
Недостаток этого решения - существенная абразивность компонентов материала, отделение которых от серпентина практически невозможно или очень трудоемко, что ограничивает применение данного состава для модифицирования металлов и восстановления металлических поверхностей до случаев обработки поверхностей, имеющих задиры, нагартовки на вязких, тугоплавких металлах (в пределах допуска). Кроме того, серпентинит даже из одного месторождения существенно отличается по химическому составу и структуре и, соответственно, по триботехническим характеристикам.The disadvantage of this solution is the significant abrasiveness of the components of the material, the separation of which from serpentine is practically impossible or very time-consuming, which limits the use of this composition to modify metals and restore metal surfaces to cases of treatment of surfaces having scuffing, welding on viscous, refractory metals (within tolerance) . In addition, serpentinite even from one deposit significantly differs in chemical composition and structure and, accordingly, in tribological characteristics.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение триботехнических характеристик антифрикционной композиции.The task of the invention is to increase the tribological characteristics of the antifriction composition.
Технический результат, проявляющийся при решении поставленной задачи, выражается в снижении фрикционных качеств композиции за счет удаления значительной части абразивных элементов, таких как Al2O3, TiO2 и др. Используется недорогой и широко распространенный вермикулит и обеспечивается возможность изменения структуры вермикулита. Кроме того, обеспечивается возможность плакирования частиц вермикулита при использовании хитозана. При этом создается основа, на которой формируется металлокерамическое покрытие. Благодаря этому повышаются стабильность, прочность и долговечность антифрикционного покрытия.The technical result, which is manifested in the solution of the problem, is expressed in a decrease in the frictional qualities of the composition due to the removal of a significant part of abrasive elements, such as Al 2 O 3 , TiO 2, and others. It uses inexpensive and widespread vermiculite and provides the ability to change the structure of vermiculite. In addition, it is possible to clad vermiculite particles using chitosan. This creates the basis on which the cermet coating is formed. Due to this, the stability, strength and durability of the anti-friction coating are increased.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что способ получения антифрикционной композиции, включающий перемешивание в углеводородном связующем природного дисперсного материала, содержащего вермикулит, модифицированный природным высокомолекулярным полисахаридом, предпочтительно хитозаном, отличается тем, что вермикулит обрабатывают раствором 12% соляной кислоты из расчета 10-15 мл 12% соляной кислоты на 1 г вермикулита, после чего кислотно-модифицированный вермикулит обрабатывают в 1,5% растворе хитозана, растворенном в 2% уксусной кислоте из расчета 2 мл на 1 г кислотно-модифицированного вермикулита, и далее осаждают 12,5% раствором аммиака до pH=7, после чего к полученному гелю хитозана и вермикулита добавляют насыщенный раствор карбоната магния, нагретый до температуры 120-130°С, образовавшийся осадок фильтруют и сушат на воздухе, после чего смешивают с углеводородным связующим. Кроме того, в качестве связующего используют предпочтительно дизельное топливо, при этом дисперсный модифицированный вермикулит вводят в дизельное топливо из расчета 220-300 г смеси на литр и подвергают гидродинамической кавитационной диспергации с частотой около 200 Гц предпочтительно не менее 30 мин.The solution to this problem is provided by the fact that the method of producing an antifriction composition, comprising mixing in a hydrocarbon binder a natural dispersed material containing vermiculite, modified with a natural high molecular weight polysaccharide, preferably chitosan, differs in that vermiculite is treated with a solution of 12% hydrochloric acid at a rate of 10-15 ml 12 % hydrochloric acid per 1 g of vermiculite, after which the acid-modified vermiculite is treated in a 1.5% solution of chitosan dissolved in 2% acetic at a rate of 2 ml per 1 g of acid-modified vermiculite, and then precipitated with a 12.5% ammonia solution to pH = 7, after which a saturated solution of magnesium carbonate heated to a temperature of 120-130 ° C is added to the obtained gel of chitosan and vermiculite, the precipitate formed is filtered and dried in air, after which it is mixed with a hydrocarbon binder. In addition, preferably diesel fuel is used as a binder, while dispersed modified vermiculite is introduced into diesel fuel at the rate of 220-300 g of mixture per liter and subjected to hydrodynamic cavitation dispersion with a frequency of about 200 Hz, preferably at least 30 minutes.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».A comparative analysis of the features of the claimed solution with the signs of the prototype and analogues indicates the conformity of the claimed solution to the criterion of "novelty."
Признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение следующих функциональных задач:The features of the characterizing part of the claims provide the solution to the following functional tasks:
Признак, указывающий, что «вермикулит обрабатывают раствором 12% соляной кислоты из расчета 10-15 мл 12% соляной кислоты на 1 г вермикулита», приводит к увеличению удельной поверхности в 20 раз и образованию большого числа кислотных центров (см. Шапкин Н.П., Майоров В.О., Леонтьев Л.Б., Шкуратов Д.Л., Шапкина В.Я., Хальченко И.Г. Исследования сорбионных свойств модифицированного слоистого силиката // Коллоидный журнал, 2014, т. 76, №6. С. 798-804).A sign indicating that “vermiculite is treated with a solution of 12% hydrochloric acid at the rate of 10-15 ml of 12% hydrochloric acid per 1 g of vermiculite", leads to an increase in specific surface area by 20 times and the formation of a large number of acid centers (see N. Shapkin. ., Mayorov V.O., Leontiev L.B., Shkuratov D.L., Shapkina V.Ya., Khalchenko I.G. Studies of the sorption properties of the modified layered silicate // Colloid Journal, 2014, v. 76, No. 6 S. 798-804).
Признаки «…кислотно-модифицированный вермикулит обрабатывают в 1,5% растворе хитозана, растворенном в 2% уксусной кислоте из расчета 2 мл на 1 г кислотно-модифицированного вермикулита» приводят к образованию ониевых групп и взаимодействию их с некомпенсированными отрицательными зарядами кислорода поверхности.The signs “... acid-modified vermiculite are treated in a 1.5% solution of chitosan dissolved in 2% acetic acid at the rate of 2 ml per 1 g of acid-modified vermiculite” lead to the formation of onium groups and their interaction with uncompensated negative surface oxygen charges.
Осаждение «12,5% раствором аммиака до pH=7» приводит к получению геля хитозана и вермикулита.Precipitation with a “12.5% ammonia solution to pH = 7” results in a gel of chitosan and vermiculite.
Признак, указывающий, что «к полученному гелю хитозана и вермикулита добавляют насыщенный раствор карбоната магния, нагретый до температуры 120-130°С», приводит к компенсации отрицательных зарядов атомов кислорода поверхности и, соответственно, заряжает ее положительно. При этом слой положительных ионов аммонийных групп хитозана отталкивается от положительно заряженной поверхности вермикулита, что обеспечивает более легкое скольжение слоя по слою.A sign indicating that “a saturated solution of magnesium carbonate heated to a temperature of 120-130 ° C is added to the chitosan and vermiculite gel obtained”, compensates for the negative charges of the oxygen atoms of the surface and, accordingly, charges it positively. In this case, the layer of positive ions of the ammonium groups of chitosan is repelled from the positively charged surface of vermiculite, which provides easier gliding of the layer along the layer.
Признаки «…образовавшийся осадок фильтруют и сушат на воздухе, после чего смешивают с углеводородным связующим…» обеспечивают получение антифрикционной композиции.The signs "... the precipitate formed is filtered and dried in air, after which it is mixed with a hydrocarbon binder ..." to provide an antifriction composition.
Признаки, указывающие на то, что «в качестве связующего используют, предпочтительно, дизельное топливо», обеспечивают возможность использования распространенного жидкого углеводородного связующего.Signs indicating that “preferably diesel fuel is used as a binder” make it possible to use a common liquid hydrocarbon binder.
Признаки, указывающие, что «композицию модифицированного вермикулита и карбоната магния вводят в дизельное топливо из расчета 220-300 г смеси на литр и подвергают гидродинамической кавитационной диспергации с частотой около 200 Гц предпочтительно не менее 30 минут», определяют режимные параметры способа, обеспечивающие получение антифрикционной композиции.Signs indicating that "the composition of the modified vermiculite and magnesium carbonate is introduced into diesel fuel at the rate of 220-300 g of mixture per liter and subjected to hydrodynamic cavitation dispersion with a frequency of about 200 Hz, preferably at least 30 minutes," determine the process parameters that provide anti-friction composition.
Заявленный способ иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показана дифрактограмма исходного вермикулита; на фиг. 2 - дифрактограмма вермикулита после гидролиза и модифицирования хитозаном и карбонатом магния и на фиг. 3 - структура вермикулита, модифицированного соляной кислотой, хитозаном и карбонатом магния.The claimed method is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a diffraction pattern of the original vermiculite; in FIG. 2 is a diffraction pattern of vermiculite after hydrolysis and modification with chitosan and magnesium carbonate; and FIG. 3 - structure of vermiculite modified with hydrochloric acid, chitosan and magnesium carbonate.
Для реализации заявленного способа используют известное оборудование, обеспечивающее дезинтеграцию компонентов композиции и их последующую гидродинамическую кавитационную активацию.To implement the inventive method using known equipment that provides the disintegration of the components of the composition and their subsequent hydrodynamic cavitation activation.
В качестве ингредиентов композиции используют вермикулит, хитозан и карбонат магния и дизтопливо.As the ingredients of the composition, vermiculite, chitosan and magnesium carbonate and diesel fuel are used.
Вермикулит имеет следующий элементный состав:Vermiculite has the following elemental composition:
Его брутто-формула: Mg·Fe0.8·Al0.4·Si2.1O9·H2O·(CaSiO3)0.9. Крупность размола вермикулита (до его модифицирования) - до 0,5-1,0 мкм.Its gross formula is: Mg · Fe 0.8 · Al 0.4 · Si 2.1 O 9 · H 2 O · (CaSiO 3 ) 0.9 . The size of the grinding of vermiculite (before its modification) is up to 0.5-1.0 microns.
Хитозан имеет следующие характеристики:Chitosan has the following characteristics:
Используется обычное дизельное топливо.Uses ordinary diesel fuel.
Вермикулит подготавливаемый к модифицированию, обрабатывают раствором 12% соляной кислоты из расчета 10-15 мл 12% соляной кислоты на 1 г вермикулита. После этого кислотно-модифицированный вермикулит обрабатывают в 1,5% растворе хитозана, растворенном в 2% уксусной кислоте из расчета 2 мл на 1 г кислотно-модифицированного вермикулита, и далее осаждают разбавленным раствором аммиака (концентрацией 12,5%) до pH=7. К полученному гелю хитозана и вермикулита добавляют насыщенный раствор карбоната магния, нагретый до температуры 120-130°С. Образовавшийся осадок фильтруют и сушат на воздухе. Модифицированный вермикулит вводят в дизельное топливо из расчета 220-300 г смеси на литр и подвергают гидродинамической кавитационной диспергации с частотой около 200 Гц предпочтительно не менее 30 минут.Vermiculite prepared for modification is treated with a solution of 12% hydrochloric acid at the rate of 10-15 ml of 12% hydrochloric acid per 1 g of vermiculite. After that, acid-modified vermiculite is treated in a 1.5% solution of chitosan dissolved in 2% acetic acid at the rate of 2 ml per 1 g of acid-modified vermiculite, and then precipitated with dilute ammonia solution (concentration of 12.5%) to pH = 7 . A saturated solution of magnesium carbonate heated to a temperature of 120-130 ° C is added to the obtained gel of chitosan and vermiculite. The precipitate formed is filtered and dried in air. Modified vermiculite is introduced into diesel fuel at the rate of 220-300 g of mixture per liter and subjected to hydrodynamic cavitation dispersion with a frequency of about 200 Hz, preferably at least 30 minutes.
В результате обработки вермикулита соляной кислотой его структура разрушается - рентгено-фазовый анализ показал гало при 
Большое влияние на износостойкость материалов оказывают структура и химический состав тонкопленочного покрытия. Известно, что минералы (серпентинит, алюмосиликат и т.д.) в исходном состоянии имеют кристаллическую структуру, однако полиморфные структуры обладают большей износостойкостью. Для полиморфитизации алюмосиликата его подвергли кислотному гидролизу и последующему модифицированию. После кислотного гидролиза дифрактограмма алюмосиликата (фиг. 2) отвечает типичному силоксановому полимеру. Кристаллическая структура алюмосиликата разрушается и становится аморфной. На дифрактограмме имеются отражения в области 2° и 22°, т.е. полученная структура очень похожа на структуру перлита, характерную для вермикулита. Такая картина наблюдается и для остальных модифицированных продуктов с небольшим отличием. Первое отражение, отвечающее межплоскостному расстоянию, несколько сдвигается в область малых углов, т.е. больших расстояний (22 Å). При этом второе отражение, отвечающее расстоянию внутри силоксановой цепи, не изменяется. Изменение для d1 составляет примерно 10,5 Å. Введение ионов магния увеличивает расстояние между слоями. Причем в случае вермикулита, модифицированного природным полисахаридом, введение ионов магния еще больше увеличивает расстояние между слоями.The structure and chemical composition of a thin-film coating have a great influence on the wear resistance of materials. It is known that minerals (serpentinite, aluminosilicate, etc.) in the initial state have a crystalline structure, but polymorphic structures have greater wear resistance. To polymorphize aluminosilicate it was subjected to acid hydrolysis and subsequent modification. After acid hydrolysis, the aluminosilicate diffraction pattern (FIG. 2) corresponds to a typical siloxane polymer. The crystalline structure of aluminosilicate is destroyed and becomes amorphous. The diffraction pattern has reflections in the range of 2 ° and 22 °, i.e. The resulting structure is very similar to the perlite structure characteristic of vermiculite. This picture is also observed for other modified products with a slight difference. The first reflection, corresponding to the interplanar spacing, is somewhat shifted to the region of small angles, i.e. long distances (22 Å). In this case, the second reflection corresponding to the distance inside the siloxane chain does not change. The change for d1 is approximately 10.5 Å. The introduction of magnesium ions increases the distance between the layers. Moreover, in the case of vermiculite modified with a natural polysaccharide, the introduction of magnesium ions further increases the distance between the layers.
Введение хитозана практически не изменяет структуру модифицированного вермикулита. Однако введение ионов магния, которые образовались в результате взаимодействия карбоната магния с кислой средой по уравнению MgCO3+2H+→Mg2++H2O+CO2↑, привело к появлению новой структуры на поверхности вермикулита за счет реакции линейного полимера (хитозана) с ионами магния (фиг. 3).The introduction of chitosan practically does not change the structure of the modified vermiculite. However, the introduction of magnesium ions, which were formed as a result of the interaction of magnesium carbonate with an acidic medium according to the equation MgCO 3 + 2H + → Mg 2+ + H 2 O + CO 2 ↑, led to the appearance of a new structure on the surface of vermiculite due to the reaction of a linear polymer (chitosan ) with magnesium ions (Fig. 3).
Исследования триботехнических свойств покрытий проводили на универсальной машине трения модели УМТВК по схеме «ролик - колодка» при постоянной скорости скольжения 0,71 м/с. Для триботехнических испытаний образцы изготавливали из стали 45 в форме роликов диаметром 45 мм, шириной 10 мм. На исследуемых судовых среднеоборотных дизелях шейки коленчатых валов имеют твердость в интервале от 164 НВ до 58 HRC, поэтому часть образцов изготавливали из стали 45 без дополнительной термообработки, их твердость находилась в диапазоне 190-225 НВ (средняя величина твердости 212 НВ), часть образцов подвергали закалке с последующим отпуском для получения величин твердости 44±1 HRC. Часть образцов различной твердости модифицировали. Перед проведением испытаний образцы полировали до Ra=0,32 мкм.Investigations of the tribotechnical properties of coatings were carried out on a universal friction machine of the UMTVK model according to the “roller-block” scheme at a constant sliding speed of 0.71 m / s. For tribotechnical tests, the samples were made of steel 45 in the form of rollers with a diameter of 45 mm and a width of 10 mm. On the investigated marine medium-speed diesel engines, crankshaft necks have a hardness in the range from 164 HB to 58 HRC, so some of the samples were made of steel 45 without additional heat treatment, their hardness was in the range 190-225 HB (average hardness 212 HB), some were subjected hardening followed by tempering to obtain hardness values of 44 ± 1 HRC. Some samples of different hardness were modified. Before testing, the samples were polished to Ra = 0.32 μm.
В качестве неподвижного образца использовались колодки, вырезанные из вкладышей судовых среднеоборотных дизелей типа «Rillenlager» («Miba» 33). Отличительная особенность этих вкладышей - наличие регулярного микрорельефа в виде винтовой канавки глубиной 16-40 мкм и шагом около 0,15 мм на всей поверхности трения, что в сочетании с правильно выбранной комбинацией материалов обеспечивает им высокую усталостную прочность и способность выдерживать высокие удельные нагрузки. Участки меньшей ширины (слой AlSn6) воспринимают нагрузку, а участки большей ширины поглощают абразивные частицы.Pads cut from the liners of marine medium-speed diesel engines of the Rillenlager type (Miba 33) were used as a stationary sample. A distinctive feature of these liners is the presence of a regular microrelief in the form of a helical groove with a depth of 16-40 μm and a pitch of about 0.15 mm on the entire friction surface, which, combined with a correctly selected combination of materials, provides them with high fatigue strength and the ability to withstand high specific loads. Sections of a smaller width (AlSn6 layer) absorb the load, while sections of a larger width absorb abrasive particles.
Смазку пары трения осуществляли капельным способом (5-6 капель в минуту). Для смазки применялось работающее дизельное масло марки М-14-Д2 (цл 30) ГОСТ 12337-84.Lubrication of the friction pair was carried out by the drip method (5-6 drops per minute). For lubrication, working diesel oil of the brand M-14-D2 (tsl 30) GOST 12337-84 was used.
Модифицирование поверхности вращающегося образца проводили фрикционно-механическим методом при нагрузке 400 Н в течение 1 мин. Толщина модифицированного слоя достигает 1 мкм.The surface modification of a rotating sample was carried out by the friction-mechanical method at a load of 400 N for 1 min. The thickness of the modified layer reaches 1 μm.
Результаты сравнительных триботехнических испытаний пары трения «вал - вкладыш» при различных упрочняющих покрытиях и твердости шеек вала 42-45 HRC приведены в таблице 1.The results of comparative tribotechnical tests of the friction pair “shaft - liner” for various reinforcing coatings and hardness of the neck of the shaft 42-45 HRC are shown in table 1.
В результате сравнительных триботехнических испытаний пары трения «вал - вкладыш» при различных упрочняющих покрытиях и твердости вала 42-45 HRC установлено (см. табл. 1), что модифицирование стали вермикулитом, модифицированным HCl, хитозаном и MgCO3 снижает коэффициент трения и температуру в зоне трибоконтакта по сравнению с упрочнением серпентинитом, модифицированным хитозаном. Скорость изнашивания стального образца и антифрикционного покрытия вкладыша также существенно меньше в условиях трения при граничной смазке.As a result of comparative tribotechnical tests of the “shaft – liner” friction pair with various hardening coatings and the hardness of the shaft 42-45 HRC, it was established (see Table 1) that the modification of steel with vermiculite modified with HCl, chitosan and MgCO 3 reduces the friction coefficient and temperature in tribocontact zone in comparison with hardening by serpentinite modified with chitosan. The wear rate of the steel specimen and the antifriction coating of the liner are also significantly lower under friction with boundary lubrication.
Температура циркуляционного смазочного масла на входе в дизель для обеспечения заданной вязкости в зависимости от марки двигателя находится в пределах 40-60°С. Для определения влияния температуры циркуляционного смазочного масла на триботехнические свойства пары трения «сталь 45 - антифрикционное покрытие» были проведены ускоренные испытания в течение 1 ч при нагрузке 400 Н в условиях трения при граничной смазке.The temperature of the circulating lubricating oil at the inlet to the diesel engine to provide a given viscosity depending on the brand of the engine is in the range of 40-60 ° C. To determine the effect of the temperature of the circulating lubricating oil on the tribotechnical properties of the friction pair “steel 45 - antifriction coating”, accelerated tests were carried out for 1 h at a load of 400 N under friction conditions with boundary lubrication.
Триботехнические свойства износостойких покрытий при различных температурах подогрева смазки (сталь 45, 212 НВ) приведены в таблице 2.Tribological properties of wear-resistant coatings at various lubricant heating temperatures (steel 45, 212 HB) are given in table 2.
Установлено (см. табл. 2), что наилучшие триботехнические параметры обеспечивает упрочнение вермикулитом, модифицированным хитозаном и MgCO3 во всем рабочем диапазоне температур смазочного масла, т.е. позволяет повысить износостойкость сопряжения, снизить величины коэффициентов трения и температуры в зоне трибоконтакта и, соответственно, существенно повысить долговечность трибоузла. Причем по мере увеличения температуры подогрева масла эффект от модифицирования стали возрастает: уменьшаются величины скорости изнашивания стали и трибосопряжения в целом.It was established (see Table 2) that the best tribotechnical parameters are provided by hardening with vermiculite, modified chitosan and MgCO 3 over the entire operating temperature range of lubricating oil, i.e. allows you to increase the wear resistance of the pair, to reduce the values of the friction coefficients and temperature in the area of the tribocontact and, accordingly, to significantly increase the durability of the tribode. Moreover, as the temperature of oil heating increases, the effect of steel modification increases: the values of the steel wear rate and tribological conjugation as a whole decrease.
Механические свойства стали 45 (твердость 212 НВ) с различными износостойкими покрытиями представлены в Таблице 3The mechanical properties of steel 45 (hardness 212 HB) with various wear-resistant coatings are presented in Table 3
Таблица 3Table 3
Примечания. 1. Величина упругого восстановления покрытий рассчитана по формуле:Notes. 1. The value of the elastic recovery of the coatings is calculated by the formula:
где hmax - максимальная глубина отпечатка при максимальной нагрузке;where h max - maximum imprint depth at maximum load;
hr - глубина остаточного отпечатка после снятия нагрузки.h r - the depth of the residual imprint after removal of the load.
Анализ механических характеристик поверхностного слоя на глубине 0,1-0,3 мкм показал, что более высокие величины твердости и упругого восстановления покрытия и наименьшую величину модуля упругости имеет сталь после ее упрочнения вермикулитом, модифицированным хитозаном и MgCO3, которые и обеспечивают высокую износостойкость покрытия.An analysis of the mechanical characteristics of the surface layer at a depth of 0.1-0.3 μm showed that steel has a higher hardness and elastic recovery and a lower elastic modulus after hardening with vermiculite modified with chitosan and MgCO 3 , which provide high wear resistance of the coating .
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015101459/02A RU2580270C1 (en) | 2015-01-19 | 2015-01-19 | Method of producing antifriction composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015101459/02A RU2580270C1 (en) | 2015-01-19 | 2015-01-19 | Method of producing antifriction composition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2580270C1 true RU2580270C1 (en) | 2016-04-10 |
Family
ID=55793993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015101459/02A RU2580270C1 (en) | 2015-01-19 | 2015-01-19 | Method of producing antifriction composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2580270C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2622547C1 (en) * | 2016-04-21 | 2017-06-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) | Method of obtaining antifriction coating on contacting friction surfaces |
| RU2634100C1 (en) * | 2016-04-21 | 2017-10-23 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) | Production method of antifriction coating on contacting sliding surfaces |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001038466A1 (en) * | 1999-11-22 | 2001-05-31 | Sergei Nikolaevich Alexandrov | Method of treatment of friction surfaces of friction units |
| RU2243427C1 (en) * | 2003-06-10 | 2004-12-27 | Цейко Александр Павлович | Method of making antifriction coating on surfaces of kinematical friction pairs |
| WO2006058768A1 (en) * | 2004-12-02 | 2006-06-08 | Rewitec Gmbh | Loading agent to be admixed to a processing liquid of a technical installation, use of a loading agent, and method for treating the surface of working components of a technical installation |
| RU2361015C1 (en) * | 2008-02-01 | 2009-07-10 | Виктор Петрович Носов | Composition for metals modification and reduction of metallic surfaces |
| RU2484179C1 (en) * | 2011-12-15 | 2013-06-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Method of making antifriction composition |
| RU2487192C1 (en) * | 2011-12-15 | 2013-07-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Method of making antifriction composition |
-
2015
- 2015-01-19 RU RU2015101459/02A patent/RU2580270C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001038466A1 (en) * | 1999-11-22 | 2001-05-31 | Sergei Nikolaevich Alexandrov | Method of treatment of friction surfaces of friction units |
| RU2243427C1 (en) * | 2003-06-10 | 2004-12-27 | Цейко Александр Павлович | Method of making antifriction coating on surfaces of kinematical friction pairs |
| WO2006058768A1 (en) * | 2004-12-02 | 2006-06-08 | Rewitec Gmbh | Loading agent to be admixed to a processing liquid of a technical installation, use of a loading agent, and method for treating the surface of working components of a technical installation |
| RU2361015C1 (en) * | 2008-02-01 | 2009-07-10 | Виктор Петрович Носов | Composition for metals modification and reduction of metallic surfaces |
| RU2484179C1 (en) * | 2011-12-15 | 2013-06-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Method of making antifriction composition |
| RU2487192C1 (en) * | 2011-12-15 | 2013-07-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Method of making antifriction composition |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2622547C1 (en) * | 2016-04-21 | 2017-06-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) | Method of obtaining antifriction coating on contacting friction surfaces |
| RU2634100C1 (en) * | 2016-04-21 | 2017-10-23 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) | Production method of antifriction coating on contacting sliding surfaces |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jatti et al. | Copper oxide nano-particles as friction-reduction and anti-wear additives in lubricating oil | |
| Zhang et al. | A comparison of the effects of traditional shot peening and micro-shot peening on the scuffing resistance of carburized and quenched gear steel | |
| CA2661585C (en) | Method for composing a nano-particle metal treatment composition for creating a ceramic-metal layer | |
| US20100135909A1 (en) | Dendrimers and methods of making and using thereof | |
| RU2487192C1 (en) | Method of making antifriction composition | |
| RU2580270C1 (en) | Method of producing antifriction composition | |
| Vadiraj et al. | Effect of solid lubricants on friction and wear behaviour of alloyed gray cast iron | |
| Aulin et al. | Wear resistance increase of samples tribomating in oil composite with geo modifier КgМf-1 | |
| CA2818802C (en) | Method of preparing a lubricating composition containing dehydrated oxide hydrates | |
| RU2415176C2 (en) | Nanotechnology-based antifriction powdered composition (versions), nanotechnology-based lubricant composition and nanotechnology-based lubrication method | |
| RU2559077C1 (en) | Method of forming antifriction coating of contacting friction surfaces | |
| RU2345176C1 (en) | Method of producing recoverable antifriction and wear-resistant coat for machinery assembly units and parts | |
| RU2420562C1 (en) | Friction modifier | |
| WO2006046885A2 (en) | Composition for forming a neoformed layer on wearing surfaces | |
| RU2634100C1 (en) | Production method of antifriction coating on contacting sliding surfaces | |
| Xue et al. | Tribological performance of modified flocculent graphite as lubricant additives | |
| Johansson | On the influence of gear oil properties on pitting life | |
| RU2309274C2 (en) | Method to provide minimum mechanical losses in cylinder-piston groups of internal combustion engine when forming coating on part surfaces without disassembling of engine | |
| CN101787321A (en) | Micro-nano mineral grain lubricating additive with self-repairing function, lubricating oil and production method | |
| Leont’ev et al. | Tribotechnical properties of thin-film coatings obtained by the tribomodifcation of crankshaft pins for ship diesel engines | |
| WO2012108994A2 (en) | Metal treatment composition and method of treating rubbing surfaces | |
| RU2622547C1 (en) | Method of obtaining antifriction coating on contacting friction surfaces | |
| Albagachiev et al. | Serpentines as additives to oils: Efficiency and mechanism of lubrication | |
| Dolgopolov et al. | The structure of lubricating layers appearing during friction in the presence of additives of mineral friction modifiers | |
| RU2484179C1 (en) | Method of making antifriction composition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20170531 |